誰給馬斯克的勇氣?紐約到華盛頓挖超鐵隧道得百年

　　2017-08-16 00:02:41　來源: 網易科學人

　　「打造隧道掘進機的複雜程度絲毫不亞於造火箭。」隧道挖掘顧問、美國地下建築協會前主席加里·布萊爾利（Gary Brierley）指出，「雖然我不願意承認，但不得不說火箭工程比起隧道還容易些。」

　　出品|網易科學人欄目組

　　譯者|樂邦

　　

　　《今日美國》網站（USA TODAY）發布文章稱，特斯拉CEO伊隆·馬斯克提出的超級高鐵交通網路需要挖掘隧道，而按照現有的技術，隧道挖掘成本十分高昂，工時也可能要近100年時間。要讓超級高鐵成為現實，馬斯克就需要大大加快隧道挖掘速度。這一次，他能夠克服重重障礙，變革這一領域嗎？

　　以下是文章主要內容：

　　如果是別的人提出在交通擁堵的城市挖掘數百英里的隧道，來打造一個全新的地下交通網路，人們肯定會覺得他在痴人說夢。

　　然而，提出這一願景的那個夢想家是身價億萬的革新者伊隆·馬斯克（Elon Musk）。他領導打造的特斯拉電動汽車和SpaceX火箭已經充分證明，他志存高遠，絕不會等待他人來將自己的夢想轉變成現實。

　　馬斯克如今又想要改變一個複雜的行業，一個不習慣於跳脫條條框框去思考，但顛覆時機可能成熟的行業：隧道挖掘。

　　他可能會利用隧道挖掘技術來實現其緩解洛杉磯擁堵交通的宏大目標。該類技術也有可能被用於打造「超級高鐵」（hyperloop）系統——乘客艙體可在管道內懸浮，實現高速行駛。該交通系統可在短短29分鐘內將乘客從紐約送達相隔226英里的華盛頓特區。

　　馬斯克希望通過發明新的隧道掘進機技術來大大加速隧道的挖掘，新技術也有望讓大工程的成本節省數十億美元。

　　隧道挖掘是一個規模很大的行業。根據美國地下建築協會的數據，光在美國和加拿大，就有大約60個大型隧道項目處在規劃或者設計階段，它們的總長度超過180萬英尺。儘管公共交通的擁護者、隧道挖掘機器公司和行業專家們均認為挑戰極大，困難重重，但馬斯克正在集合人才和機器技術來讓他的願景變成現實。

　　「超級高鐵」項目面臨的問題在於：使用現有的技術的話，在紐約和華盛頓特區之間挖掘一條隧道可能要耗費近100年時間。

　　這像是給馬斯克量身定做的一項挑戰，已經涉足航天航空領域的他如今尋求在地上作業。

　　「打造隧道掘進機的複雜程度絲毫不亞於造火箭。」隧道挖掘顧問、美國地下建築協會前主席加里·布萊爾利（Gary Brierley）指出，「雖然我不願意承認，但不得不說火箭工程比起隧道還容易些。」

　　布萊爾利為什麼會這麼說呢？火箭是飛越結構相對比較容易預測的大氣層和太空。而挖掘隧道則需要應對無法預見的岩石、土壤、水、污染物和人造物體。馬斯克還將需要琢磨如何確保附近的結構基礎不會受到破壞。

　　據悉，馬斯克組建了一個神秘的顧問團隊來成立一家名為Boring Company的公司，並從威斯康辛州梅諾莫尼福爾斯的Super Excavators公司購置了一台直徑14英尺的隧道掘進機。他在利用該機器開始在SpaceX位於加州霍桑洛杉磯郊區的工廠旁邊挖掘導孔。

　　目前，Boring公司還沒有披露它的計劃。它拒絕對此報道置評。但它所面臨的挑戰顯而易見。

　　據科羅拉多礦業大學地下隧道和SmartGeo中心主任邁克·穆尼（Mike Mooney）稱，目前最好的機器能夠每周挖掘大約0.1英里，日挖掘速度較數十年前提升了幾英尺。但很多的機器都比較緩慢。

　　例如，華盛頓特區的水系統購置了隧道掘進機，它們包括昵稱為Lady Bird、Nannie和Lucy的機器，在最近旨在抑制下水道的徑流流入本地水道的一個項目中，其挖掘速度在每天18英尺到57英尺之間。其中，最長的隧道接近4.6英里長，大約挖掘了兩年時間。

　　然而，馬斯克的目標是挖掘速度提升10倍以上。現有的機器（通常售價數千萬美元）最快速度為每天挖掘幾百英尺，但穆尼估計每周挖掘一英里還是有可能實現的。按照那個速度，超級高鐵隧道只需要4年多就能挖掘完畢。

　　要是能夠加速到那個速度，隧道挖掘的成本可以顯著節省數十億美元，馬斯克所期盼的超級高鐵項目也就更接近於成為現實。

　　行業領先者認為，該領域有創新的空間，特別是如果馬斯克能夠開發出不僅能夠進行地下挖掘，同時還能夠建造擋土牆的機器。這種功能目前大多數的隧道掘進機都無法實現。華盛頓特區水系統的清潔河流項目主管卡爾頓·雷（Carlton Ray）說道，「那會是一項非常酷的創新。」

　　評論家們認為，馬斯克應當專註於改善現有需要改善的交通系統，就像他給特斯拉打造帶有自動駕駛功能的大眾型電動汽車那樣。華盛頓非營利智囊機構伊諾交通中心的CEO羅伯特·普恩特斯（Robert Puentes）指出，馬斯克的計劃「偏離了」現有涉及道路和鐵路的實質性交通問題。

　　重重障礙

　　馬斯克面臨著諸多的挑戰：

　　·成本。地下基礎設施的造價通常要比地上基礎設施貴很多倍，正因為此，許多的停車場都建在地面上，大多數河流間的通道都是橋樑，而不是隧道。

　　除了挖掘成本高昂以外，隧道工程承包商還必須建造逃生路線，防止挖掘期間本地建築發生移動，以及避免引發環境問題。

　　·繁文縟節。對於隧道公司來說，從交通部門、環境監管部門和業主那裡獲得所需要的施工許可所耗費的時間可能比實際的隧道挖掘時間還要長。布萊爾利指出，「隧道工程成本極其高昂，規劃過程極其複雜，獲得所需要的許可也極其複雜。」

　　馬斯克7月在Twitter上稱他已經為超級高鐵工程獲得了政府的「口頭」批准，但沒有提供具體的細節。這讓業界有些困惑。白宮發言人表示，特朗普政府已經就該項目與馬斯克和Boring公司展開過令人鼓舞的洽談。

　　·技術。在提升挖掘泥土的速度的同時，還需要找到辦法來同時建造擋土牆。穆尼稱，在目前的大多數項目中，隧道掘進機在挖掉大約五六英寸的泥土后，必須要暫時停下來，以建造擋土牆。

　　「機器鑽過土地，不斷吸納材料，就像蚯蚓那樣。」穆尼說道，「在它穿過土地后，它要在機器的後方裝上混凝土環，然後離開。」

　　據專家們稱，同時進行掘進和擋土牆建造目前在全球範圍僅在少數的幾個軟土地面隧道項目中出現過。例如，德國隧道掘進機廠商海瑞克（Herrenknecht）稱，它曾在1990年代末在荷蘭的一個項目中做到過這一點。

　　·後勤問題。在隧道掘進機的鋼製刀頭挖掘土地的時候，工人必須要清理落下的泥土。這需要全面的協調和傳送帶或者渣土車系統來完成。對於像從紐約市到華盛頓特區的超級高鐵這樣的大型項目，光抽取塵土就已經夠麻煩了。華盛頓特區水系統的卡爾頓·雷說道，「你將需要找到清理泥土的辦法。」

　　不過Boring公司認為泥土挖掘過程是可以改造的。該公司在其官方網站上表示，它正在「研究利用技術來回收利用泥土，將其變成可用於建造建築結構的有用磚塊。」

　　·地質。大地顯然是不可預測的。土壤組成會發生變化，工程人員也常常會在地下遭遇意想不到的事情。

　　例如，2013年12月，8000噸重的機器Bertha在西雅圖市中心地下挖掘近2英里長的高速公路隧道的時候，出乎意料地撞上一件鋼製品。該直徑8英寸、長110英尺的樁套管顯然是在2002年地震后安裝的，用於測量地下水流。

　　該工程停工了大約兩年時間，期間該鋼製品被移除，受損的機器進行修復。「對於隧道挖掘，我們非常清楚的其中一件事情就是，我們要仔細檢查不斷變化的地質。你要挖掘的土地的情況很大程度上決定了你的挖掘速度。」穆尼稱。

　　展望未來

　　去年12月，馬斯克在Twitter上稱對交通狀況失望至極，同時提出在洛杉磯地下挖掘隧道網路的願景。該網路會快速地將汽車從一個地方送至另一個地方。

　　不久以後，他稱選擇在美國東北部建造地下隧道，藉此來商業化他之前提出的超級高鐵願景。如此不切實際的想法如果是別人提出的，多半會被無視。而馬斯克則不一樣，他擁有輝煌的生涯履歷，因此他提出的想法人們都會認真對待。

　　製造出Bertha的日本日立公司美國子公司總裁Takashi Hayato表示，「我們認為，如果他的夢想成真，那可能會帶來巨大的社會變化和經濟變化。」

　　瑞典製造商阿特拉斯科普柯工業集團的地下岩石挖掘部門總裁安德里亞斯·諾德布蘭德（Andreas Nordbrandt）稱，業界必須要保持「謙遜的態度」，不應忽視馬斯克的雄心壯志。該部門致力於生產通過炸毀岩石來挖掘隧道的設備。

　　諾德布蘭德指出，馬斯克「或許不是100%正確，但至少走對路了。」